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第1章 金属板材成形过程的有限元模型 1

1.1 引言 3

1.2 连续介质力学基础 3

1.2.1 简介 3

1.2.2 应变的度量 4

1.2.3 应力的度量 7

1.3 材料模型 8

1.4 微小变形的基本方程 10

1.5 有限变形的基本方程 11

1.6 刚塑性金属板材分析的Eulerian方程——流动方法 13

1.7 动力显式方法 15

1.8 板材成形过程模拟的发展历史 17

参考文献 20

第2章 金属板材的塑性变形行为 22

2.1 金属板材的各向异性 26

2.1.1 单轴各向异性系数 26

2.1.2 双轴各向异性系数 31

2.2 各向同性材料的屈服准则 33

2.2.1 Tresca屈服准则 35

2.2.2 Huber-Mises-Hencky屈服准则 36

2.2.3 Drucker屈服准则 37

2.2.4 Hershey屈服准则 37

2.3 各向异性材料的屈服准则：经典准则 38

2.3.1 Hill类屈服准则 38

2.3.2 Hershey类屈服准则：基于晶体塑性的屈服准则 51

2.3.3 极坐标表示的屈服准则 63

2.3.4 其他屈服准则 64

2.4 先进的各向异性屈服准则 65

2.4.1 Barlat屈服准则 65

2.4.2 Banabic-Balan-Comsa（BBC）屈服准则 68

2.4.3 Cazacu-Barlat屈服准则 71

2.4.4 Vegter屈服准则 74

2.4.5 多项式屈服准则 75

2.5 BBC 2005屈服准则 77

2.5.1 屈服面的方程 77

2.5.2 屈服面相关联的流动法则 77

2.5.3 BBC2005等效应力 78

2.5.4 确定步骤 79

2.5.5 BBC 2005屈服方程的特殊形式 88

2.6 BBC 2008屈服准则 89

2.6.1 屈服面方程 89

2.6.2 BBC2008等效应力 89

2.6.3 确定步骤 90

2.7 关于屈服准则的选择 93

2.7.1 屈服准则的比较 93

2.7.2 屈服准则性能的评价 96

2.7.3 屈服准则确定过程中的力学参数 98

2.7.4 屈服准则在数值模拟程序中的应用 99

2.7.5 各向异性屈服准则发展的回顾 99

2.7.6 展望 100

2.8 包辛格效应的模拟 101

2.8.1 金属板材成形过程中的反向加载 101

2.8.2 实验现象 102

2.8.3 包辛格效应的物理本质 103

2.8.4 唯象模型 104

参考文献 112

第3章 金属板材的成形性 118

3.1 引言 119

3.2 金属板材成形性能的评价 123

3.2.1 基于模拟实验的方法 123

3.2.2 极限胀形高度法 126

3.3 成形极限图 127

3.3.1 定义：历史 127

3.3.2 FLD的实验确定 131

3.3.3 极限应变的确定方法 136

3.3.4 FLC的影响因素 139

3.3.5 FLD的实际应用 147

3.4 成形极限线的理论预测 151

3.4.1 Swift模型 152

3.4.2 Hill模型 154

3.4.3 M-K模型和H-N模型 154

3.4.4 M-K模型和H-N模型的隐式计算 156

3.4.5 线性扰动理论 163

3.4.6 改进的最大载荷准则 163

3.5 FLC预测的专用软件 165

3.6 半经验模型 171

参考文献 172

第4章 金属板材成形过程的数值模拟 181

4.1 AutoForm解决方案 181

4.1.1 模拟在工艺制定中的作用 181

4.1.2 数字化制造工艺制定中的材料数据 183

4.1.3 零件可行性分析 184

4.1.4 制造可行性分析 189

4.1.5 生产可行性分析 194

4.1.6 模拟结果的质量 199

4.1.7 综合数字制造工艺 199

4.2 基本成形过程的模拟 200

4.2.1 胀形成形过程的模拟 200

4.2.2 球底杯形件胀形过程的模拟 203

4.2.3 十字形模具成形的模拟 206

4.3 实际零件成形过程的模拟 212

4.3.1 后备箱外板的模拟 212

4.3.2 Volvo C30纵梁外板的模拟 216

4.4 金属板材成形过程的鲁棒设计 217

4.4.1 材料参数的变化 218

4.4.2 AutoForm-Sigma 219

4.4.3 鲁棒设计：实例分析 220

4.4.4 结论 228

4.5 回弹分析 228

4.5.1 简介 228

4.5.2 实例描述 229

4.5.3 回弹模拟精度的影响因素 230

4.5.4 回弹模拟设置参数的优化：最终验证设置 236

4.5.5 Numisheet 2005 1＃标准考题的模拟 237

4.5.6 结论 240

4.6 计算机辅助回弹补偿 241

4.6.1 简介 241

4.6.2 计算机辅助回弹补偿的基本方法 241

4.6.3 计算机辅助回弹补偿精度的影响因素 242

4.6.4 计算机辅助回弹补偿的基本流程 243

4.6.5 Numisheet 2005 1＃标准考题的回弹补偿 244

4.6.6 结论 249

致谢 250

参考文献 250

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